[发明专利]高炉煤气预处理方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁厂高炉煤气进行燃烧使用前的预处理方法，尤其涉及含有较高水分且还含有硫、氯等有害物质的高炉煤气燃烧前预处理，包括脱除高炉煤气中的水分并利用钢铁厂烟气余热加热升温的处理方法。

本发明还涉及实现上述预处理方法的装置。

背景技术

钢铁厂为了节省能源，充分利用烟气余热回收热能，通常进入炼铁厂热风炉或电厂锅炉的煤气先吸收热风炉或电厂锅炉的烟气的余热，使煤气的温度提高，以提高煤气燃烧效率。在煤气含水量较高时，特别是同时含硫、氯等也很高时，将造成余热回收换热器的腐蚀和堵塞，严重影响余热回收，也直接影响预加温处理后煤气的燃烧热值。因此，在进行热交换前需要先对煤气进行脱水。

目前所采用加装除雾器的方法，可以清除部分机械水，但该方法不能脱除溶解在煤气中的水分。煤气稍有降温，就又会产生新的机械水。因此，单纯采用除雾器脱水，煤气脱水效果较差，不能有效降低煤气水分，且热回收效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种有效实现高炉煤气含较高水分时，脱除水分，并可提高烟气余热回收效率的高炉煤气预处理方法，可避免余热回收换热器的腐蚀和堵塞，同时脱水后的煤气加温时所需能量更少，燃烧低位发热值更高。

本发明所述高炉煤气预处理方法包括以下步骤：高水分煤气先进入冷凝干燥器与冷水换热，煤气经换热后降温，脱除煤气中部分饱和水，同时冷凝干燥器内的冷水经换热后被加热；从冷凝干燥器出来的煤气，进入除雾器脱除机械水；经降温冷凝脱水和机械脱水后的煤气，再进入烟气余热回收装置，吸收烟气余热而升温。

本发明通过在机械脱水步骤前增设冷凝工序，有效提高了煤气的脱水率，进而解决了现有处理方法中因煤气含水高而造成气气换热器的腐蚀和堵塞问题。同时，经本发明预处理后的干燥煤气的燃烧热值也得到大幅度提高。

作为优选方案，本发明所述方法，包括以下步骤，

（1）高温湿煤气进入冷凝干燥器与冷水换热，煤气经换热后降温，冷凝出水；同时，用水泵将冷水输入冷凝干燥器的换热管内，冷凝干燥器内的冷水经和管外的高温煤气换热后被加热；

（2）降温冷凝脱水后的煤气进入除雾器，脱除大部分机械水；

（3）经降温冷凝脱水和机械脱水后的煤气，再进入热管气气换热器的放热段，吸收热管传来的从热管气气换热器的吸热段经过的高温废烟气的热量；

（4）热风炉或电厂锅炉的高温废烟气进入热管气气换热器吸热段，将热量通过热管传给煤气。

作为进一步优选方案，本发明所述方法的各步骤具体为：

（1）温度为20—30℃的水进入搪瓷冷凝干燥器的换热管内侧，通过搪瓷换热管和煤气换热，水温升至50℃；同时，温度为45—80℃的煤气进入搪瓷冷凝干燥器，煤气走换热管外侧，经和换热管内侧的水换热，煤气温度降至35℃以下；

（2）经搪瓷冷凝干燥器冷却后的煤气再进入除雾器，脱除机械水；

（3）经降温冷凝脱水和机械脱水后的烟气，再进入热管气气换热器的放热段，吸收热管传来的热量，煤气温度加热到120—250℃；

（4）温度为250—350℃的废烟气进入热管气气换热器的吸热段，与热管换热，温度下降至120—130℃。

从冷凝干燥器出来的热水一般可被利用。多余的热水可通过热水管连接至冷淋塔，冷淋塔下方设置冷水池，经冷淋后，储存在冷水池内，和新加的冷水一起通过水泵与冷水管连接，则可循环用于冷凝干燥器的换热过程。

本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种可实现上述预处理方法的装置。所述装置，包括由煤气管道路依次连接的冷凝干燥器、除雾器和烟气余热回收热交换装置，冷凝干燥器的换热管的进、出口分别连接冷水管和热水管；煤气管道依次连接冷凝干燥器、除雾器和烟气余热回收热交换器的吸热侧。

为了方便现场设备的整体设置，并充分提高烟气热回收效率，可优选热管气气换热器作为烟气余热回收热交换装置，所述烟气余热回收热交换装置为热管气气换热器，以热管为传热元件，热管为碳钢光管或翅片管；煤气管道与该热管气气换热器的吸热段连通，烟气管道与该热管气气换热器的放热段连通。

所述热管气气换热器可以采用整体式，也可以采用分离式热管气气换热器。整体式热管气气换热器所使用的热管为单根型热管，分离式热管气气换热器所使用的热管为管束型热管。即：整体式热管气气换热器由若干根单根型热管形成的，分离式热管气气换热器是由若干组管束型热管形成的。采用分离式热管气气换热器，可以更为方便地进行设备布置和进行换热参数调整。